染色体畸变的遗传分析
SCGE和染色体畸变分析用于遗传毒性检测的比较
ｇｏ ｐ（ ｒｕ Ｐ＜Ｏ ０ ， ．５ Ｐ＜ ０ Ｏ ， ． ｌ Ｐ＜ ０ Ｏ ） ｕ ｈ ｅｕ ｎｙｏ ｂｒ ｔ ｎ ｃｌｉ ２ｍｇ ｋ ． １ ，ｂｔｔｅｆ ｑ ｅｃ ｆ ｅ ａｉ ｅ ／ ｇＭＭＣ ｇｏｐＷａ ｈｇ ｅ ｈｎｉ ｃｎｒｌ ｒ ａ ｏ ｌｎ ｒｕ Ｓ ｉｈｒｔａ ｔ ｎｏ ｏ ｇｏ ｐ（ ｒｕ Ｐ＜Ｏ Ｏ ） Ｃ ｎ 、 １ ． ｏ ｄ￣ｉ Ｓ Ｅ ｉｍｏｅｓｎｉｖ ｔ ｔ ｇｇｎ ｔ ｘｃ ｙ ｏ ｎ ０３ ｒ ｓ ｔ ｅｉ ｄ ｅ ｉ ｅｅｉｔ ｉｔ． ｓ ｅ ｉ ｎｅ ｃ ｎ ｃｏ ｉ
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关 键 词 ： 单 细 胞 凝 胶 电泳 ； 染 色 体 畸 变 ； 遗 传 毒 性 文 献标 识 码 ： Ａ
ａ ｅｒ ｔ ｎ ｏ ｅｅｔ ｇｇｎ ｔ ｏ ｉｉ ｂ ｒ ａ ｉ ｓｆ ｒ ｄ ｔｃ ｉ ｅ ｅ ｉ ｘ ｃｔ ｏ ｎ ｃｔ ｙ
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Ｚ ＮＧ Ｘｎｗａｇ Ａ ＨＡ ｉ ｎ ，Ｙ ＮＧ ｉ —ｉ ｉ ｈｎ －ａ（ ｅｔｏ ｙｄ ＇ｏｙ ａｄ Ｇ ｎｔ ｓ ｈ ｎｃ Ｍｅｉ ｌＵ ｉｅ ｉ ， Ｔ ｉｕｎ ． Ｊ ｎｙ，Ｄｄ Ｓ ｅｇｊ Ｄ ｐ ｆ Ｃ ｔ ｏ ｇ ｎ ｅｅ ｃ，Ｓ ａ ｘ ｄｃ ｎｖｒ ｔ ａ ｉ ｍｌ ｉ ｉ ａ ｓｙ ａｙ ａ Ｄｏ ０ ， ｈｎ ３ Ｄ 】 Ｃ ｉａ） Ａ ｓ ａ ｔ Ｏｂ ｃｉ Ｔｏ咖 ｐ ｒ ｔｅｓｎｉｖ ｙｏ ｎ ｌｃｌ ｅｅ ｃｒｐ ｏｅｉ Ｓ Ｇ ）ａｄｃｒｍｏｏ ｅ ａ ｏｓ（ Ａ）ｎｄ — ｂｔ ｃ： ｒ ｊ ｔｅ ｅ ｖ ａｅ ｈ ｓ ｉｔ ｆｉｇｅ ｅ ｌ ｌ ｔ ｈ ｒ ｓ（Ｃ Ｅ ｎ ｈｏ ｓｍｅａ ｒ ｔ ｎ Ｃ ｉ ｅ ｅ ｔｉ ｓ ｌ ｅ ｏ ｇ ｓ ｂ ｒｉ
遗传学第九章 染色体畸变的遗传学分析9.4 习题
第九章染色体畸变的遗传学分析一、填空题1、果蝇棒眼基因B是显性，它的主要效应是使果蝇的小眼数目减少，当基因型为B/B时，小眼数为840个；基因型为BB/BB时，小眼数为68个，基因型为BBB/B时，小眼数为45个，该统计结果说明重复会产生和等遗传效应。
2、自然条件下，多倍体主要通过配子受精结合形成，而人工创造多倍体则是采用生物、化学或物理方法使的染色体数加倍。
3、三体通常由表示，它产生和配子。
4、相互易位杂合体在减数分裂后期Ⅰ会出现或型。
前者称为分离，后者称为分离。
结果前者形成的配子育，后者形成的配子育。
5、易位和交换都是_______，不同的是交换属于正常现象，发生在_______之间，而易位属于异常的染色体畸变，发生在_______之间。
6、染色体结构变异的遗传学效应为：_______，_______，_______等。
7、在诱导多倍体时，最常用的染色体加倍剂有_______，它能使染色体加倍的原因是_______。
8、人类染色体畸变包括_______和_______两大类。
9、按染色体断点的数量和位置可将染色体缺失分为_______和_______。
10、由于同源四倍体主要进行_______染色体分离，因此其育性高于同源三倍体。
11、基因的表现型因其所在位置不同而不同的现象称（），因基因出现的次数不同而不同现象称（）。
12、倒位杂合体联会时在倒位区段内形成的“倒位圈”是由（）形成的，而缺失杂合体和重复杂合体的环或瘤是由（）形成的。
13、染色体结构变异主要有四种类型，在减数分裂前期Ⅰ染色体联会时缺失，重复和倒位都能形成瘤或环。
形成缺失环的是（）染色体，形成重复环的是（）染色体，形成倒位环的是（）染色体。
而相互易位则联会成（）结构。
14、染色体结构变异中，假显性现象是由（）而引起的，臂内倒位杂合体在减数分裂前期Ⅰ交换而导致后期Ⅰ出现（），易位杂合体在联会时呈（）形象。
15、染色体abc.defgh发生结构变异成为abfed.cgh，这种结构变异称为（）。
染色体畸变的遗传分析、基因突变与DNA损伤修复.doc
染色体畸变的遗传分析、基因突变与DNA损伤修复(总分：96.89，做题时间：90分钟)一、简答题li{list-style-typ(总题数：3，分数：97.00)果蝇的一条染色体上，正常基因的排列顺序为123·456789，中间的点代表着丝粒，染色体异常的果蝇有如下结构：(a)123·476589 (b)123·46789 (c)1654·32789 (d)123·4566789（分数：14.00）(1).请对以上各种染色体结构变异进行命名。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ (2).请问(a)和(b)的结构变异的遗传学效应是什么？（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ (3).列举遗传学上以及细胞学上的特征，用以识别和区分缺失、重复、倒位和易位。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ (4).阅读全书或其他参考资料，思考造成染色体结构变异的机制(或原因)有哪些。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ (5).两个基因P、Bz通常相距36cM，却在某植物染色体的同一臂上。
在这36cM的区域内，大约有1/4的长度是一个臂内倒位，但这个倒位不包括这两个基因座。
染色体畸变率参考范围
染色体畸变率参考范围染色体畸变率是指在染色体复制和分裂过程中发生的染色体结构或数量异常的情况的频率。
正常情况下，人类体细胞应该具有46条染色体，其中包括23对。
然而，染色体畸变率是一个相对值，不同个体之间会有一定的差异。
染色体畸变可以分为两类：数量性畸变和结构性畸变。
数量性畸变是指染色体数量的异常，主要包括染色体缺失和染色体多余。
结构性畸变是指染色体结构的异常，主要包括染色体片段缺失、重复、倒位和易位等。
染色体畸变率受多种因素的影响，包括环境因素和遗传因素。
环境因素包括暴露于放射线、化学物质和病毒等致突变物质的影响。
遗传因素包括个体的遗传背景和突变修复系统的功能等。
染色体畸变率的参考范围在不同研究中可能会有所差异，但一般认为正常人群的染色体畸变率应该较低。
根据一些研究的结果，染色体畸变率在健康人群中大约为0.1%至0.5%。
这意味着在100个细胞中，可能会有0.1至0.5个细胞出现染色体数量或结构的异常。
然而，染色体畸变率在某些特定情况下可能会显著增加。
例如，某些遗传疾病患者的染色体畸变率可能较高，这与其基因突变或突变修复系统功能异常有关。
此外，某些疾病的发生和发展也与染色体畸变有关，如某些癌症和先天性畸形等。
在这些情况下，染色体畸变率的增加可能与遗传和环境因素的相互作用有关。
为了评估染色体畸变率，科学家通常会使用细胞遗传学技术，如染色体核型分析和FISH（荧光原位杂交）等。
这些技术可以观察染色体的数量和结构，以确定是否存在染色体畸变。
此外，还可以利用分子遗传学技术，如DNA测序和PCR（聚合酶链反应），来检测染色体上的具体基因突变。
染色体畸变率的评估对于了解染色体异常与疾病之间的关系具有重要意义。
通过研究染色体畸变率的变化，可以揭示疾病的致病机制和发展过程，为疾病的预防和治疗提供理论依据。
此外，染色体畸变率的评估还可以帮助进行遗传咨询和筛查，以指导个体的生殖决策。
染色体畸变率是染色体结构或数量异常的频率。
染色体畸变遗传分析讲课文档
evolution
第八页，共119页。
>Inherited traits are determined by genes including wide- and
mutant type defined as functional DNA segments.
用分区进行发现畸变、染色体作图与基因定位.
果蝇唾腺染色体上的缺失环
黑腹果蝇唾腺X染色体部分分区
第二十二页，共119页。
二、染色体结构变异的类型及其机制
1、染色体结构变异的类型
§（1）缺失（deletion）
§（2）重复 (duplication)
§（3）倒位（inversion）
基因数目
变化
基因数目
Ø 缺失杂合体(deficiency
heterozygote)
Ø 缺失纯合体(deficiency
homozygote)
第二十八页，共119页。
3、缺失产生的原因
（1 ）染色体损伤后产生断裂（末
端缺失）或非重建性愈合（中间
缺失）会直接产生缺失；
末端缺失染色体和双着丝粒染色体
经断裂融合桥而产生新的缺失（和
分裂间期核中可见唾腺染色体。
唾腺染色体的结构与功能特点：
1、巨大而伸展
核内复制（特化有丝分裂）1,000～30,000拷贝的染色质丝(S+G)
；
5μm宽，2,000μm长，比普通中期染色体大约100～150倍，
又称为多线染色体（实质是间期染色质），普通光镜下可见。
第十七页，共119页。
2、体细胞联会
黑猩猩与人(30亿碱基对)序列相
染色体畸变的遗传分析
的、巨大的染色体。
5 精品课件
果蝇唾腺染色体的产生
n 果蝇幼虫(三龄)的 唾腺发育到一定阶 段，细胞不再分裂， 停留在间期，构成 一个永久间期系统。 但核内染色体却在 不断复制。
6 精品课件
果蝇唾腺染色体的特点
1.巨大而伸展 n间期细胞的染色质螺旋化程度低，处于充分伸展 状态，使染色体变得相当巨大，是其它体细胞中 期染色体长度的100～200倍，因此也称巨型染色 体，又称多线染色体。
20 精品课件
(2) 遗传学效应
缺失的遗传效应取决于缺失片段的长短 n缺失致死：缺失片段大小不同，遗传学效应不同。 大片段缺失甚至在杂合状态下也是致死的。X染 色体的缺失则是半合子致死。
21 精品课件
②假显性：如果缺失的部分包括显性基因，则 缺失对应的隐性基因得以表现。
22 精品课件
假显性现象
体上任何致死基因都可以用Cy来平衡。
2020/8/9
51
精品课件
51
例：选择星状眼的隐性致死基因(S)与其平衡: v (S/+)：星状眼，(S/S)：隐性致死 v 卷翅果蝇与待保留致死基因(S)果蝇杂交
Cy ＋ ＋S
Cy ＋
×
＋S
Cy ＋
Cy ＋
＋S
Cy ＋
＋S
＋S
死亡
保存
死亡
52 精品课件
易 位(T)
染色体结构变异的类型
Types of changes in chromosome structure
n 缺失 Deletion n 重复 Duplication n 倒位 Inversion n 易位 Translocation
遗传学10 第10章 染色体畸变和突变(第一节)
• 出生时观察到6/1000的可见缺陷；
• 大约11%的不孕不育和6%的智力缺陷。
本部分将讨论染色体畸变的类型、 机制和遗传学效应及其应用。
本部分内容
染色体结构畸变
重复（duplication） 46, XY, dup(4)(q13）
缺失 (deletion) 倒位 (inversion) 46, XX, del(4)(q27） 46, XX, inv(4)(q13::q24)
(四) 疏松环
幼虫发育不同时期，基因在行使其特殊功能时出现的特殊形态 的泡状结构，称为puff，即染色体疏松结构。
疏松环是DNA纤丝 从正常包装状态解旋 松疏的结果，是基因 活跃转录的足迹 。 果蝇3次蜕皮，3次 大量转录蜕皮激素形 成3个疏松环，留下转 录足迹。
二、染色体结构变异的类型和机制
缺 失
1964年证实是第5号染色体短臂部分缺失。
核型：46,XY,5p猫叫样哭声，随年龄增长而消失
智力发育迟缓 眼距宽，外眼角下斜
腭弓高，下颌小
先天性心脏病(50％)
缺失例4：染色体缺失与肿瘤
1）染色体区段的缺失导致原癌基因表达调控区的 丢失，引起原癌基因的过度表达和激活（功能获得 性突变），导致癌基因的形成和肿瘤发生； 如：Burkitt’s 淋巴瘤中c-myc因负调控序列缺失 而过度表达。 2）染色体区段的缺失导致肿瘤抑制基因本身的丢 失（功能丧失性突变），诱导肿瘤发生； 如：视网膜母细胞瘤中的Rb基因的丢失。
易位 (translocation) 46, XY,t(4; 20)(q25; q12）
6 东北师范大学
一、唾腺染色体是遗传分析的理想材料
果蝇唾腺染色体
(salivary gland chromosome)：双翅 目昆虫幼虫消化道、 唾液腺细胞有丝分裂 间期染色体，有4特点， 是染色体结构变异及 分子遗传研究的好材 料。
染色体畸变描述方法
染色体畸变描述方法染色体畸变是指染色体在结构和数量上的异常变化。
染色体是由DNA和蛋白质组成的遗传物质，位于细胞的细胞核中，负责传递遗传信息。
染色体畸变会导致遗传信息的错误传递，造成生物个体在遗传特征上的异常表现。
染色体畸变可以分为结构性畸变和数目性畸变两种类型。
结构性畸变是指染色体的结构发生改变，主要包括染色体缺失、重复、倒位、转位等。
染色体缺失指的是染色体上部分基因丢失或缺失，导致相关基因功能的缺失。
染色体重复是指染色体上的某一段基因序列出现重复，导致基因过度表达。
染色体倒位是指染色体上的一段基因序列发生颠倒，导致基因的排列顺序发生变化。
染色体转位是指染色体上的一段基因序列与其他染色体上的基因序列互相交换位置，导致基因的排列顺序发生变化。
数目性畸变是指染色体的数量发生变化，主要包括染色体增多和减少。
染色体增多是指染色体的数量超过正常数量，称为三体或多体，如唐氏综合征患者就是由于21号染色体的三体畸变导致的。
染色体减少是指染色体的数量少于正常数量，称为单体或缺失，如性染色体单体畸变可导致性别异常。
染色体畸变的产生原因多种多样，包括遗传因素、环境因素和突变。
遗传因素指的是染色体畸变与遗传相关的基因突变有关，这些基因突变可以是从父母遗传而来，也可以是自发发生的。
环境因素指的是外界环境对染色体稳定性的影响，如辐射、化学物质等。
突变是指基因组中的一个或多个基因突然发生的、具有遗传意义的改变，突变可以引发染色体畸变。
染色体畸变对个体的健康和发育具有重要影响。
染色体畸变可能会导致一系列的遗传疾病和畸形，如唐氏综合征、爱德华氏综合征、克里格尔综合征等。
这些疾病往往伴随着智力低下、身体畸形、内脏功能异常等，给患者和家庭带来巨大的痛苦和负担。
此外，染色体畸变还会导致不育、习惯性流产等生育问题，给患者的生活和家庭带来重大困扰。
针对染色体畸变，医学领域提出了一系列的诊断和治疗方法。
常见的诊断方法包括羊水穿刺、绒毛活检、胚胎染色体核型分析等，通过分析细胞的染色体核型来检测染色体畸变。
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五 易位
1. 易位的类型： ①相互易位： ②单向易位(转座)： ③同一染色体内易位(转座)： ④整臂易位：非同源染色体之间整个臂的转移或交换 ⑤Robertson式易位；近端部着丝点染色体在着丝粒处断
裂的整臂易位 2. 易位的细胞学效应：易位杂合体，在减数分裂的粗线期
出现“十”型结构 相邻分离：“0”型结构，配子全部致死； 相间分离：“8”型结构，配子全部可育
3. 重复的遗传学效应： 重复片段大，个体生活力差，甚至死亡。
①黑腹果蝇的棒眼(Bar, B)——不完全显性性状： 正常眼(790小眼)：野生型—1×(16A1-16A6) 棒眼 (68小眼)： B基因控制—2×(16A1-16A6) 组。超棒眼(45小眼)：BB—3×(16A1-16A6) ←不对称重
2.缺失(deletion, deficiency)：Chr丢失一段，其上 的基因也随之丢失的现象。
*以上涉及染色体上基因数目的改变。 3.倒位(inversion)：染色体上某一片段颠倒180o，
其上的的基因顺序重排，(臂间或臂内)。 4.易位(translocation)：一个染色体上的一段连接
（P412-fig15-11）
②血红蛋白基因的融合突变变异。 珠蛋白基因簇：5‘- - - - 2 - 1-3’ (16-chr) 珠蛋白基因簇：5‘- - G - A - - - -3’
5‘- - G - A - - - -3’ (11-chr)
第一节 染色体结构变异
一、果蝇唾液腺染色体的特性
唾液腺染色体(Polytene chromosome) ：存在于双翅目 昆虫幼虫消化道细胞的有丝分裂间期核内一种巨大的染 色体。
唾液腺染色体的特征：
(1)巨大性、伸展性: 210~215染色质线平行排列；比中期 染色体长100-200倍。 (2)体联会(Somatic synapsis)：二倍体染色体数目为单元 数。
到另一条染色体上，(相互，转座等)。 *以上涉及染色体上基因位置的改变。
三、缺失
1. 缺失的类型：
(1) 端部缺失——B染色体、染色体环
(2) 中部缺失
2. 缺失的细胞学效应
(1) 缺失环、
(2) B染色体、
(3) 染色体环
3.遗传学效应
大片段缺失致死，果蝇玉米等小片段缺失的纯合体存 活.
(1) 假显性(pseudodominance)：一对等位基因中的显 性基因缺失，使对应的同源染色体上的隐性基因得以表 现的遗传现象。
(3)缺失遗传病：
A. 猫叫综合症: 5pB. 慢性骨髓性白血病：Ph染色体 22q-(40%)
t(9,22)(q34,q11)
♀
♂
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二 重复(duplication)
1. 重复类型： 1.同向重复(tandem duplication) 2.反向重复(reverse repeat)
2. 重复的细胞学效应: 与正常染色体联会，会出现突环。
(3)具横纹结构: 区(102，X-2L-2R-3L-3R-4)——段(6， A-F)——横纹，基因定位: eg.小眼不齐基因3C7； (4)出现泡状(puff)结构: 核蛋白解离，环散开，DNA活 跃转录区，eg. 摇蚊幼虫分泌丝状蛋白。
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二、染色体结构变异的类型
1.重复(duplication, repeat)：染色体上的某一出 现两次或两次以上的现象(同向或反向) 。
3. 易位的遗传学效应：
(1).假连锁(Pseudolinkage)：
由于相互易位，使得非同源染色体上的基 因在形成配子时，不能自由组合，表现出类似于 基因之间连锁的表型效应。实为易位后形成的不 平横配子致死造成的。
(2).与肿瘤的形成有关
如，Burkitt淋巴瘤，t(8;14)(q24;q32)易位， 产生两类异常染色体8q-和14q+。其中8q24存在 癌基因c-myc, 而14q32存在IgH基因，相互易位 使c-myc插入到IgH基因部位，并被激活，癌基 因过量表达，导致肿瘤的发生。
eg. 缺刻翅遗传(Notched). 缺刻：缺失引起； 而且缺刻刚好发生在X-chr的白眼/红眼基因所在 区域。
实验三种现象：
① F1缺刻雌蝇全白眼—假显性；
② F1雄蝇中无缺刻性状—致死；
③ F1雌雄比例2:1.
——缺失
(2) 可用于基因定位。eg. fa基因(小眼不齐)定位
在3C7位置——图15-9。
(3) 平衡致死系(Balanced lethal system) ：利用 倒位杂合体的交换抑制因子效应，以永久的杂合 状态，同时保存两个隐性致死基因的品系。
*隐性致死基因：基因对野生型为显性性状， 但纯合致死，故称为隐性致死基因。
*平衡致死系特点：两个基因，任何一个出现 纯合，都是致死的，只有两个基因都为杂合状态 的个体才能够保留下来。
5‘- - G - A - - - -3’ (11-chr)
和 错位交换：
A. 缺失染色体——Lepore血红蛋白
B. 重复染色体——反Lepore血红蛋白
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四 倒位(Inversion)
1. 倒位的类型： (1) 臂内倒位 (2) 臂间倒位——着丝粒位置改变
2. 倒位的细胞学效应： ①倒位片段小，倒位部分不配对，其余配对； ②倒位片段大，倒位部分反向与正常配对，其 余不配对； ③倒位片段适中：配对形成倒位环
3. 倒位的遗传学效应：
倒位纯合体，动物多数致死、植物很少，果蝇中有 大量倒位。
eg.果蝇卷翅性状 (Cy, curly) :In(2L)22D1-2;33F5～34A1 或 In(2R)42A2-3;58A4~B1。
(1) 交换抑制因子(crossover repressor) 倒位环内非姊妹染色单体之间单交换，由交换后的
染色体参与形成的配子不育[具有缺失（和重复）] ，使 交换的结果无法在子代中检测出来，好象倒位抑制了交 换发生的发生，故称为“交换抑制因子” 。
*交换抑制因子是一种遗传学现象，不是一种蛋白， 也不是一种有机小分子。
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配子致死
(2) Schultz-Refield效应：果蝇中一对染色体杂 合倒位，可以增加同一染色体组中非倒位片段的 交换频率。使群体保持最适的交换频率。